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摘要：雷达这一高科技产品最初是一种军用设备，随着世界和平年代的到来，雷达逐步转向民用发展方向。但是雷达高昂的造价一度严重限制了其推广应用。在电子技术的发展下，各种高性价比的芯片开始出现，使雷达的应用成为可能。近年来，集成电路的出现更是使雷达的体积和性能有了很大提高，使雷达广泛应用于汽车等领域。同时，雷达在军用设备中也保持着良好的发展势头。
关键词：雷达射频；集成电路；应用
一、基于3D技术的雷达射频集成电路的发展与应用
随着技术的发展和进步，现代雷达系统的结构越发的复杂，其功能更加丰富、性能更加完善，而雷达天线、信号处理装置、发射器等设备的制造规格明显缩小。雷达射频集成电路的研发过程中，小体积成为主要的发展方向，需要在资金和技术方面增加投入。从经济性的层面考虑，应用3D技术进行雷达射频集成电路的开发，缩小各个器件的尺寸，减少叠装间距，从整体上缩小射频集成电路的体积，同时保障性能和功能的稳定性，无需增加成本投入。3D技术的应用，为雷达射频集成电路的发展提供了重要的支持。
二、雷达射频集成电路的应用
自进入21世纪以来，民用领域和军事领域都对雷达市场表现出了强烈的需求，促进了雷达射频集成电路的广泛应用。从文献检索的结果来看，当前雷达射频集成电路的研究主要集中在RF片上系统、多通道集成、CMOS工艺应用、三维射频IC、UWB技术等领域。
1、RF片上系统
RF片上系系统是指将射频前端和数字基带模块统一集成到一块电路基片上，形成一个独立的系统级芯片，这种设计与当前的高度集成电路和片上系统的发展趋势是一致的。在CMOS和SiGe等工艺的支撑下，RF片上系统已经得到了初步的应用，但在制造成本、芯片体积和综合性能上仍有很大的改进空间。随着片上集成系统技术的进步，雷达射频电路将实现更高程度的集成化，将接收与发射端、以及ADC、功放、增益等模块一同植入小面积芯片，实现更具实用化的RF片上系统。
2、多通道集成
在传统的射频电路中，一块芯片通常只能做一个通道，而当前已经出现了单片多通道射频集成电路产品，由于其功能组件较少，因而一般会通过系统级封装（SiP）技术进行封装，将多个通道电路集成在一起，进一步压缩芯片体积。Sip技术之所以可以完成多通道电路的集成，主要是因为其对各种IC和无源器件都具有较强的兼容能力，例如模拟器件、数字器件、射频器件、阻容器件等等。在Sip中，芯片之间是通过硅通孔进行多芯叠装的，甚至能够实现裸片之间的相互互连，整个芯片结构和空间布局都明显优于传统的金属丝键连接方式。当前，F22战斗机上的雷达设备就应用了基于SiP的射频电路多通道集成技术。
3、CMOS工艺应用
传统射频前端的制造通常以GaAs、SiAs、BiCMOS等工艺，从工作频率的角度上看，这种工艺在高温、高速、大功率等场合较有优势，但由于其工艺涉及的单晶衬底和关键工序难点较多，因而通常只能实现单器件集成。当前，集成电路制造领域广泛采用CMOS工艺，这直接带动了CMOS工艺在射频前端电路的集成应用，这为雷达所占机的单芯片集成提供了良好的技术条件。但是根据CMOS工艺的特点，射频前端电路的集成需要对接收机结构进行简化，避免无源器件的大量出现，因此当前要想完成高性能的单片集成雷达接收机产品仍有很多难点。
4、三维集成及UWB技术
对于雷达射频电路而言，集成电路生产工艺的应用使片上系统的成为了可能，但又会引入新的问题，即高昂的成本又制约着其广泛应用。如何以更低的成本实现更高的集成程度成为未来一段时期内的研究热点，这实际上也一直是近百年来电子领域的研究热点。另外，除了工艺级别之外，通信带宽也是雷达射频电路的关键，目前已经提出了超宽带（UWB）雷达的概念，使雷达穿透能力更强、分辨率更高、抗干扰性更好，并大大降低了被截获的可能性，为此，UWB技术在雷达射频集成电路上的应用受到了各国的广泛关注。
5、射频集成SoC
此种射频集成电路是以一片单片作为基板，将射频和数字基带组成系统级集成电路，其工艺平台可为SiGe或CMOS。随着相关技术的发展，此种射频集成电路的集成度十分高，上行部分负责发射射频信号，集成了混频、功率放大以及信号生成的器件。下行部分负责射频信号的接收，集成了混频、增益、低噪声放大等多个器件。Raytheon公司（美国雷声）最新研发的X波段就采用了此种射频集成电路，并在实际应用中因此种射频集成电路的性能优势，有效减少了雷达中的器件数量与所占面积，优化性能，并减少了雷达的制造成本。
6、射频多通道集成电路
此种集成电路是一个芯片同时实现多通道集成，多通道集成电路这种射频集成电路没有射频SoC所集成的器件多，但此种集成电路采用了系统级封装技术，即是以多种工艺芯片集成的方式，实现了射频混合电路的最小化并可实现单模块电路的多通道集成。
射频多通道集成电路所采用的系统级封装技术是指同时将多个不同工艺的芯片封装在一个集成模块中，可实现不同工艺芯片以及元件的兼容，包括Si、射频、数字IC、CaAs等多种芯片，以及阻容元件、MEMS等。其中的基板材料可采用Si、液晶聚合物、LTCC以及FR4等。不同芯片的链接方式由最初的金属丝键链接发展到今天的芯片倒装以及TSV芯片叠装的形式。近年来Westinghouse公司（美国西屋）就采用系统级封装技术在F22战斗机中的雷达X波段就采用了此种集成电路，通过基于系统级封装的多通道射频集成电路的实际应用中，不但有效起到不同工艺芯片兼容的作用，同时在兼容性能可靠、稳定的基础上，大幅减少了所占面积，美国西屋在F22战斗机雷达系统中所应用的此种集成电路以LTCC为基板，其应用面积仅为32×32mm2。
三、基于系统封装技术的雷达射频集成电路的发展及应用
射频多通道集成化实质一颗芯片集成多个通道。相对于射频SOC芯片，多通道新品的功能部件较少，但在设计过程中，该芯片采用的系统级封装技术，由此实现了芯片的系统化集成，以及射频电路和模数混合电路的小型化。当前，多通道芯片已经实现了多通道单模块的集成模式。
在航空雷达系统当中，基于系统封装技术的雷达射频集成电路被成功应用。最初，F22战斗机用X波段T/R组件的制作，使用了系统封装技术，相比于传统的分立模块，由此制作雷达系统，具有更小巧、更轻便的应用优势。此后，系统封装技术水平得到了再一次提升，通过这一技术成功研制出了4通道X波段有源相控证雷达T/R组件，整体结构为三维叠层封装结构，内部包含4块A1N共烧多层陶瓷基板，总面积为32mm*32mm。此次技术提升，显著提高雷达系统的可靠性。
结束语
综上所述，探究雷达射频集成电路的发展与应用，对促进雷达系统的优化设计，具有重要意义。通过相关分析，随着科学技术的不断进步，雷达系统对射频集成电路的性能要求越来越高，对此，应充分挖掘现有技术的创新与提升空间，以最便捷的方式，不断提升相关技术的应用质量与应用价值。
参考文献
[1]凡国龙，张录健，解旭东.高精度雷达天线自抗扰控制技术研究[J].无线电通信技术,2017,03:63-67.
[2]黎海涛，徐继麟.超宽带雷达射频干扰抑制研究[J].无线电工程,2000,02:11-13.